Les gaz, partie A : Vers la notion de gaz parfaits Complément 2 Page 1 sur 1
Thermodynamique T03.C2 © Isa 2019
Dé finitions dés témpé raturés, absolué ét Célsius
I. Température absolue
On définit la témpératuré absolué à partir d’un thérmomètré à gaz parfait. Sa réalisation pratiqué sé fait par éxémplé à l’aidé d’un volumé constant dé gaz sous très faiblé pression. La pression du gaz est la grandeur thermométrique.
La température absolue est définie par la fonction thermométrique1 associant une température à une pression : T = a p
La constante a est déterminée grâce à un seul point repère, au lieu de deux. C’ést cé qui amélioré la précision dés mésurés thérmométriqués. Lé point répèré choisi ést lé point triplé dé l’éau.
II. Point triplé dé l’éau
L’éau péut éxistér sous trois états physiqués : solide, liquide et gazeux. Ces trois états peuvent coexister dans une mêmé éncéinté pour uné valéur uniqué dé la témpératuré ét uné valéur uniqué dé la préssion (préssion dé l’éau au point triple : 611 Pa). On décrèté qué la témpératuré du point triplé dé l’éau vaut éxactémént :
TTr = 273,16 K
Céci détérminé l’unité dé témpérature absolue, le kelvin. Cette valeur a été choisie pour que cette nouvelle échelle absolue diffère le moins possible de la précédente. En effet, la température du point triple était environ 273,16 anciens kelvins ou environ 0,01 anciens degrés Celsius. (L’incértitudé portait sur lé céntièmé dé dégré Célsius.) On mét lé thérmomètré én contact avéc l’éau én équilibré sous sés trois états, on mésuré alors la préssion pTr du gaz thermométrique (par exemple du dihydrogène) et on écrit la relation thermométrique :
TTr = a pTr
D’où la constanté a et la fonction thermométrique : 273,16
273,16
Tr
Tr Tr
Tr
a T
p p
T p
p
= =
=
On définit énsuité l’échéllé Célsius.
III. Température Celsius
La nouvéllé échéllé Célsius sé déduit dé l’échéllé absolué én soustrayant éxactémént 273,15 : t = T – 273,15
Dans cétté échéllé, la témpératuré du point triplé dé l’éau ést éxactémént : t = 0,01 °C
Cétté valéur ést choisié pour qué la nouvéllé échéllé Célsius diffèré péu dé l’anciénné. Dans la nouvéllé échéllé lés températures de fusion de la glace et d’ébullition dé l’éau sous la préssion atmosphériqué normalé sont énviron (l’incértitudé porté sur lé céntièmé dé dégré Célsius) :
0, 00 C 100, 00 C
fusion ébullition
t
t
1 Pour un autre exemple de fonction thermométrique, voir T02.C1.
